引言$ n& i9 B( M5 e
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在半导体行业的快速发展中，台积电(TSMC)持续推进其制程技术的创新。目前，N3制程已实现量产，而下一阶段的重点将聚焦在N2和A16这两个关键节点上。这两个新制程节点代表着台积电制程架构的重大转变，其中N2将采用GAA制程技术，而A16则会引入背面供电技术。让我们深入了解这些新制程架构的特点和挑战。/ O) b3 _( x7 f, B! F
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2 c2 O' d+ }& s5 u0 fN2制程：采用创新的Nanosheet架构
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Nanosheet制程的必要性
8 M7 \6 x$ l/ q: ^+ U/ f. _7 |与传统的FinFET相比，Nanosheet结构具有更大的栅极与沟道接触面积，这使得其能够更有效地控制漏电流。随着电晶体尺寸继续缩小，采用Nanosheet制程成为了必然的技术选择。
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制程复杂度的提升0 d |; {! A4 X0 G9 U5 T
N2制程的一个显著特征是其制程步骤数量的大幅增加。相较于早期的500-1000道制程步骤，N2制程的步骤数已超过2000道。这种复杂度的提升主要体现在以下方面：
1 A3 `" Y* p3 t+ X# d8 p x更多的外延生长和沉积步骤对原子层沉积(ALD)技术的更高要求更精密的检测和制程控制需求, a8 {$ y. {* z
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, i {- d$ y' K" E$ `8 m+ H( _8 N未来发展趋势
8 U+ b. ^0 ^% @+ }" }+ WN2制程相比N3在电晶体密度方面的提升约为15%，这表明其在线宽尺寸上的变化并不显著。目前的发展路线图显示：6 H) J7 p1 S3 e& Q# c) K! G
第一代Nanosheet制程主要专注于架构转换后续1.4nm或1.0nm节点将进一步微缩Nanosheet结构制程控制和良率提升将成为竞争的关键
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A16制程：创新的背面供电技术 e" y0 M8 G6 Z/ A5 E
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背面供电技术的优势5 ]. w: g A* {' m+ P
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台积电的背面供电技术（称为"Super Power Rail"）通过从晶圆背面直接供电，大大缩短了供电路径，显著降低了能耗。这种创新设计与Intel的PowerVia方案有着明显的区别：
0 d" n) Y) ~& |8 z台积电方案：直接从晶圆背面对电晶体供电Intel方案：通过PowerVia连接Trench Contact，从侧面供电# t1 n% G* G9 n
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虽然Intel计划较早量产PowerVia，但台积电的A16方案（预计2026年下半年量产）在技术难度和效能方面都具有更大优势。" X1 |0 a* R# p4 x; x, Z$ b
半导体先进制程的发展趋势; C' k6 b! L+ ~4 V8 F
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随着制程进入2nm以下时代，行业面临的主要挑战和解决方案包括：漏电流问题的解决：采用Nanosheet等新架构能耗和发热问题的应对：引入背面供电技术制程优化的持续进行：在复杂度、良率、性能和成本之间寻求最佳平衡: m5 z. e3 w2 |* O) d* r
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( H3 F! S# x @# L- v/ g0 |* R技术创新不仅推动了半导体工业的发展，也为未来高性能计算提供了更好的解决方案。了解先进制程的发展对于把握半导体行业的未来走向具有重要意义。1 p/ _, J6 C P) Z1 a0 I: _" ` `
参考来源
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https://www.redef.tech/) S1 a' @2 O6 p3 ], I9 h. `( L) z
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7 q9 u1 w/ G# n深圳逍遥科技有限公司（Latitude Design Automation Inc.）是一家专注于半导体芯片设计自动化（EDA）的高科技软件公司。我们自主开发特色工艺芯片设计和仿真软件，提供成熟的设计解决方案如PIC Studio、MEMS Studio和Meta Studio，分别针对光电芯片、微机电系统、超透镜的设计与仿真。我们提供特色工艺的半导体芯片集成电路版图、IP和PDK工程服务，广泛服务于光通讯、光计算、光量子通信和微纳光子器件领域的头部客户。逍遥科技与国内外晶圆代工厂及硅光/MEMS中试线合作，推动特色工艺半导体产业链发展，致力于为客户提供前沿技术与服务。
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